Dc/dc转换器的黑盒故障记录功能的制作方法
【专利摘要】用于写入关于功率转换器（11）的操作的状态数据的方法，该功率转换器为了将输入电压（13）转换成输出电压（14）而提供并且其包括用于控制功率转换器的操作的数字控制器（16），该数字控制器由输入电压供电。根据方法，重复接收与功率转换器的操作有关的状态数据，重复接收输入电压的水平的测量，提供阈值电压水平，在接收时将输入电压的每个接收测量与阈值电压水平比较，以及在输入电压的接收测量达不到阈值电压水平时将状态数据中的至少一些写入非易失性存储介质（24）。
【专利说明】
DC/DC转换器的黑盒故障记录功能
技术领域
[0001 ]技术领域涉及数字控制的功率转换器。
【背景技术】
[0002]数字控制的和可配置功率转换器的到来带来了大量操作状态和故障处理的可能性。如果这样的功率转换器由于任何原因关闭，知道其原因实际上是不可能的，除非硬件部件损坏。
[0003]现有的解决方案使用依靠外部主机的方案，其响应于关闭而在例如闪速存储器等存储介质上存储状态数据，借助于其可找到关闭的原因。不断在闪速存储器上存储状态数据不是选项，因为这将在短时间内用坏闪速存储器，因为闪速存储器具有有限数量的写周期，例如典型地大约20000个写周期。
[0004]另一个解决方案是使用保持电容器以在存储状态数据期间保持通电，但那些需要空间且昂贵并且在许多应用中可能不是选项。
[0005]微控制器提供有称为“掉电”特征的内置特征，从而允许在微控制器由于低电压供应而复位之前执行一些动作，这是常见的。然而，可用时间典型地将太短而不能在闪速存储器上存储状态数据，使得借助于状态数据可以找到关闭原因。
【发明内容】
[0006]目的是提供这样的方法，凭借其由到功率转换器的输入电压供电的功率转换器的数字控制器可以在功率转换器-并且从而数字控制器的任何关闭之前立即将与功率转换器的操作有关的状态数据写入非易失性存储介质，其中状态数据可以用于故障检测和分析目的，并且该方法不需要使用外部主机或保持电容器。
[0007]第一方面指用于写入与功率转换器的操作有关的状态数据的方法，该功率转换器为了将输入电压转换成输出电压而提供，并且该功率转换器包括用于控制功率转换器的操作的数字控制器，其中该数字控制器由输入电压供电。根据方法，与功率转换器的操作有关的状态数据被重复接收，输入电压的输入电压的测量被重复接收，提供阈值电压水平，在接收时将输入电压的每个接收测量与阈值电压水平比较，并且状态数据中的至少一些在输入电压的接收测量达不到阈值电压水平时被写入非易失性存储介质。
[0008]在输入电压的接收测量达不到阈值电压水平时，这是功率转换器马上要关闭的指示，并且触发状态数据到非易失性存储介质的写入。稍后可以为了与黑盒或飞行记录仪的相似的失效和分析目的来检索状态数据。
[0009]输入电压的每个接收测量与之比较的阈值电压水平可以在输入电压的标称水平的约50%与95%之间、约60%与90%之间或约75%与90%之间。阈值电压水平设置为假关闭检测的数量(其随减小的阈值电压水平而减小)与在数字控制器复位之前没有足够时间将状态数据写入非易失性存储介质的风险(其随增加的阈值电压水平而减小)之间的权衡。
[0010]记录的状态数据可包括电流、电压和/或温度的感测值;操作参数;和/或错误和/或状态代码，例如总操作小时数、最大温度和它的持续时间、感测的最大电压/电流和失效的本质，例如过电压、欠电压或过电流。
[0011]写入非易失性存储介质的状态数据可包括最后记录的状态数据。
[0012]另外或备选地，写入非易失性存储介质的状态数据中的至少一些可包括最后记录的状态数据，其与功率转换器的无故障操作有关。
[0013]功率转换器可以是DC-DC降压转换器，其中输入和输出电压小于约100V、小于约60V或在约10至50V之间。在一个示例实施例中，DC-DC降压转换器配置成使48V的输入电压下降转换成12V的输出电压。
[0014]状态数据中的至少一些写入的非易失性存储介质可以是EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)或闪速存储器。
[0015]第二方面指计算机程序，其包括计算机程序代码，该计算机程序代码在数字控制器上运行时促使该数据控制器执行第一方面的方法。
[0016]第三方面指计算机程序产品，其包括第二方面的计算机程序和其中存储计算机程序的计算机可读存储介质。
[0017]第四方面指数字控制器，其具有其中安装的第二方面的计算机程序。
[0018]第五方面指用于控制为了将输入电压转换成输出电压而提供的功率转换器的操作的数字控制器。该数字控制器由输入电压供电并且包括非易失性存储介质、状态数据记录模块、输入电压监测模块和非易失性存储介质写入模块。
[0019]状态数据记录模块配置成重复接收与功率转换器的操作有关的状态数据并且记录状态数据。输入电压监测模块配置成重复接收输入电压水平的测量、在接收时将输入电压的每个接收测量与阈值电压水平比较以及指示输入电压的接收测量何时达不到阈值电压水平。非易失性存储介质写入模块配置成响应于输入电压监测模块指示输入电压的接收测量达不到阈值电压水平而将状态数据中的至少一些写入非易失性存储介质。
[0020]数字控制器可配置成执行如在上文参考第一方面公开的方法或功能中的任一个。
[0021]第六方面指用于将输入电压转换成输出电压的功率转换器，其包括第五方面的数字控制器。功率转换器可以是例如DC-DC降压转换器并且输入和输出电压可以小于约100V、小于约60V或在约10与50V之间。
[0022]第七方面指基站，其包括第六方面的功率转换器。
[0023]用于监测输入电压并且响应于此将状态数据写入非易失性存储介质的方法高效、简单、便宜且可靠。此外，它可以是软件实现的并且不需要使用保持电容器或因此所需要的空间。
[0024]另外的特性和优势将从下文给出的实施例的详细描述以及仅通过图示给出的附图1-5显而易见。
【附图说明】
[0025]图1示意图示数字控制功率转换器的实施例。
[0026]图2示意图示数字控制器的实施例。
[0027]图3是用于写入状态数据的方法的实施例的示意流程图方案。
[0028]图4示意图示计算机程序产品的实施例。
[0029]图5不意图不基站的实施例。
【具体实施方式】
[0030]图1示意图示数字控制功率转换器11，其包括用于将输入电压13转换成输出电压14的转换器12、用于驱动转换器12的驱动器15、用于控制驱动器15并且从而控制转换器12的操作的数字控制器16以及另外的转换器17，用于将输入电压13下降转换成适合于数字控制器16的电压，使得数字控制器16可以被输入电压13供电。
[0031]数字控制功率转换器可以是DC-DC降压转换器，其典型地以小于约100V、小于约60V或在约10与50V之间的输入13和输出14电压操作。
[0032]数字控制器16(其在图2中更详细示出)包括状态数据记录模块21、输入电压监测模块22、非易失性存储介质写入模块23和非易失性存储介质24。状态数据记录模块21、输入电压监测模块22和非易失性存储介质写入模块23可以是基于微控制器的数字控制器16中的软件实现的模块。
[0033]非易失性存储介质24是快速存储介质，其甚至可以在到数字控制器的电力被切断时存储数据，例如EEPROM或闪速存储器。
[0034]状态数据记录模块21配置成重复接收与功率转换器11的操作有关的状态数据并且记录这些状态数据。数据可包括感测的电流、电压和/或温度;操作参数;和/或错误和/或状态代码。
[0035]输入电压监测模块22配置成重复接收输入电压13的水平的测量;在接收时将输入电压13的每个接收测量与阈值电压水平比较；以及指示输入电压13的接收测量何时达不到阈值电压水平。
[0036]非易失性存储介质写入模块23配置成响应于输入电压监测模块22指示输入电压13的接收测量达不到阈值电压水平而将状态数据中的至少一些写入非易失性存储介质24。写入非易失性存储介质24的数据可包括最后接收的状态数据和/或最后接收的状态数据，其与功率转换器11的无故障操作有关。
[0037]输入电压监测模块22可配置成将阈值电压水平作为位于输入电压13的标称水平的约50%与95%之间、约60%与90%之间或约75%与90%之间提供。
[0038]凭借上文公开的数字控制器16，可在功率转换器并且从而数字控制器关闭之前将状态数据写入非易失性存储介质。监测输入电压并且输入电压一降至阈值电压水平以下，就将状态数据写入非易失性存储介质。选择阈值电压水平使得获得关闭的合适指示，同时应仍然有足够的时间来写入状态数据。
[0039]图3是用于写入与功率转换器的操作有关的状态数据的方法的示意流程图方案，该功率转换器为了将输入电压转换成输出电压而提供并且其包括用于控制功率转换器的操作的数字控制器，其中该数字控制器仅仅由输入电压供电。功率转换器装置可以是以100V以下电压操作的DC-DC转换器装置。
[0040]根据在数字控制器中执行的方法，与功率转换器的操作有关的状态数据在步骤31中被重复接收。状态数据可包括如参考图1-2公开的数据。
[0041 ]输入电压水平的测量在步骤32中被重复接收并且在步骤33中提供阈值电压水平，例如从存储器接收或检索。输入电压的每个接收测量在接收时在步骤34中与阈值电压水平比较并且在输入电压的接收测量达不到阈值电压水平时在步骤35中将状态数据中的至少一些写入非易失性存储介质。写入非易失性存储介质的数据可以是参考图1-2公开的数据。
[0042]非易失性存储介质可以是EEPROM或闪速存储器。
[0043]接收输入电压水平的测量所利用的频率以及阈值电压水平可以是如参考图1-2公开的。
[0044]图4示意图示计算机程序产品41，例如盘，其包括计算机程序42和其中存储计算机程序42的计算机可读结构43。计算机程序包括计算机程序代码，其在数字控制器上运行时促使该数字控制器执行如参考图3公开的方法。
[0045]图5示意图示基站51，其包括提供有数字控制器的功率转换器11，其中功率转换器和数字控制器16与如上文公开的这些设备中的任一个相同。
[0046]本领域内技术人员将意识到本文公开的实施例可组合来形成落入权利要求条款内的另外的实施例，并且任何细节和测量纯粹仅仅作为示例给出。
【主权项】
1.一种用于写入与功率转换器(I I)的操作有关的状态数据的方法，所述功率转换器为了将输入电压(13)转换成输出电压(14)而提供并且所述功率转换器包括用于控制所述功率转换器的操作的数字控制器(16)，所述数字控制器由所述输入电压供电并且所述方法包括在所述数字控制器中执行的下列步骤: -重复接收(31)与所述功率转换器的操作有关的状态数据； -重复接收(32 )所述输入电压的水平的测量； -提供(33)阈值电压水平； -在接收时将所述输入电压的每个接收测量与所述阈值电压水平比较(34);以及 -在所述输入电压的接收测量达不到所述阈值电压水平时将所述状态数据中的至少一些写入(35)非易失性存储介质(24)。2.如权利要求1所述的方法，其中所述输入电压的每个接收测量与之比较的阈值电压水平在所述输入电压的标称水平的约50%与95%之间、更优选地约60%与90%之间并且最优选地约75%与90%之间。3.如权利要求1或2所述的方法，其中所述功率转换器是DC-DC降压转换器，关于所述功率转换器所述状态数据中的所述至少一些被写入。4.如权利要求1-3中任一项所述的方法，其中所述输入和输出电压小于约100V、优选地小于约60V并且最优选地在约10与50V之间。5.如权利要求1-4中任一项所述的方法，其中写入所述非易失性存储介质的所述状态数据中的所述至少一些包括感测的电流、电压和/或温度的值;操作参数;和/或错误和/或错误和/或状态代码。6.如权利要求1-5中任一项所述的方法，其中写入所述非易失性存储介质的所述状态数据中的所述至少一些包括最后接收的状态数据。7.如权利要求1-5中任一项所述的方法，其中写入所述非易失性存储介质的所述状态数据中的所述至少一些包括最后接收的状态数据，其与所述功率转换器的无故障操作有关。8.如权利要求1-7中任一项所述的方法，其中所述状态数据中的至少一些写入的所述非易失性存储介质是EEPROM或闪速存储器。9.一种计算机程序，其包括计算机程序代码，所述计算机程序代码在数字控制器上运行时促使所述数字控制器执行如权利要求1-8中任一项所述的方法。10.—种计算机程序产品(41)，其包括如权利要求9所述的计算机程序(42)和其中存储所述计算机程序的计算机可读结构(43)。11.一种数字控制器(16)，其具有其中安装的如权利要求9所述的计算机程序。12.—种用于控制功率转换器(11)的操作的数字控制器(16)，所述功率转换器为了将输入电压(13)转换成输出电压(14)而提供，其中所述数字控制器由所述输入电压供电并且所述数字转换器包括: -非易失性存储介质(24); -状态数据记录模块(21)，其配置成重复接收与所述功率转换器的操作有关的状态数据并且记录所述状态数据； -输入电压监测模块(22)，其配置成重复接收所述输入电压的水平的测量;在接收时将所述输入电压的每个接收测量与阈值电压水平比较；以及指示所述输入电压的接收测量何时达不到所述阈值电压水平；以及 -非易失性存储介质写入模块(23)，其配置成响应于所述输入电压监测模块指示所述输入电压的接收测量达不到所述阈值电压水平而将所述状态数据中的至少一些写入所述非易失性存储介质。13.如权利要求12所述的数字控制器，其中所述非易失性存储介质写入模块配置成将阈值电压水平作为位于所述输入电压的标称水平的约50%与95%之间、更优选地约60%与90%之间以及最优选地约75%与90%之间提供。14.如权利要求12或13所述的数字控制器，其中所述状态数据中的所述至少一些包括电流、电压和/或温度的感测值;操作参数;和/或错误和/或状态代码。15.—种用于将输入电压(I3)转换成输出电压(14)的功率转换器(11)，其包括如权利要求12-14中任一项所述的数字控制器。16.如权利要求15所述的功率转换器，其中所述功率转换器是DC-DC降压转换器并且所述输入和输出电压小于约100V、优选地小于约60V并且最优选地在约1V与50V之间。17.—种基站(51)，其包括如权利要求15或16所述的功率转换器。
【文档编号】H02M1/00GK105900322SQ201480073200
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2014年1月14日
【发明人】F.瓦勒多
【申请人】瑞典爱立信有限公司